1996 begann die NASA mit der Arbeit an der James Webb Weltraumteleskop (JWST), ein Infrarot-Observatorium der nächsten Generation, das ein totaler Game-Changer wäre. Und nächstes Jahr wird das Observatorium nach mehreren Verzögerungen, Kostenüberschreitungen und ausführlichen Tests endlich in den Weltraum fliegen. Trotz einer zusätzlichen Verzögerung, die durch den Ausbruch von COVID-19 erzwungen wurde, gab die NASA kürzlich bekannt, dass sie auf 31. Okt. 2021 , als Starttermin.
In anderen guten Nachrichten, Teams der NASA Goddard Space Flight Center nutzte die Tatsache, dass das JWST jetzt vollständig aufgebaut ist, um die hochkritische Software und elektrische Analyse durchzuführen, die als Umfassender Systemtest (CST). Dies war das erste Mal, dass eine vollständige Systembewertung des vollständig montierten Fahrzeugs durchgeführt wurde und dazu beitragen wird, dass das JWST zu gegebener Zeit im Weltraum funktioniert!
Nach Abschluss des CST-Tests verfügen die Missionsteams von Goddard und Northrop Grumman (dem Haupthersteller) nun über eine Basislinie der elektrischen Funktionsleistung des Fahrzeugs. In den nächsten Monaten wird das Observatorium seine letzten akustischen und Vibrationstests durchlaufen, um die Belastungen zu simulieren, denen es während des Starts ausgesetzt ist. Sobald dies erledigt ist, führen die Teams eine weitere vollständige Systemanalyse durch.
Nach der vollständigen Montage des James Webb-Weltraumteleskops der NASA führten Testteams eine CST durch. Credits: NASA/Chris Gunn
Die Ingenieure vergleichen dann die Ergebnisse beider (die hoffentlich gleich sein werden), um sicherzustellen, dass das Raumfahrzeug als komplettes Paket funktioniert und dem Start und dem anschließenden Betrieb im Weltraum standhalten kann. Wie Randy Pollema, der Leiter für elektrische Integration und Tests von Webb bei Northrop Grumman, kürzlich in einem NASA-Bericht sagte Pressemitteilung :
„Ich habe noch nie so viel Anstrengung, Zusammenarbeit und organisationsübergreifende Bemühungen erlebt, um so viele verschiedene Teams und Menschen in so vielen verschiedenen Bereichen zusammenzubringen, um ein gemeinsames Ziel so erfolgreich zu verwirklichen. Wir sind sehr stolz und fühlen uns persönlich belohnt für das, was wir im letzten Jahr bei der Zusammenstellung von Webb in seiner endgültigen Form erreicht haben, und mit dem Abschluss dieser neuesten Systembewertung können wir zuversichtlich voranschreiten! dass die Versammlung ein Erfolg war.“
Für eine Sternwarte wieJames Webb, kann die Bedeutung des Testens für die Softwareentwicklung nicht genug betont werden. Einfach ausgedrückt ist das JWST das größte und technisch am komplexesten jemals gebautes Weltraumteleskop, bestehend aus vielen Komponenten, die nicht nur für sich allein, sondern als Teil eines integrierten Pakets funktionieren müssen.
Die Größe des Observatoriums bedeutet auch, dass es zusammengeklappt werden muss, um in die Nutzlastverkleidung (auch bekannt als Nasenkegel) zu passen, die auf der Ariane 5-Rakete sitzt, die es in den Weltraum schickt. Nach der Entfaltung im Weltraum muss sich das Teleskop dann entfalten, um seine Instrumente auszufahren und mit dem Sammeln von Licht zu beginnen. So stellen Auswertungen wie diese sicher, dass alle Systeme vorab verifiziert und validiert sind und richtig miteinander kommunizieren.
CSTs tragen dazu bei, den Missionserfolg sicherzustellen, indem sie überprüfen, ob die Elektronik und Software des JWST im Einklang arbeiten. Credits: Northrop Grumman
In Bezug auf die Software besteht ein CST aus einzelnen Codeeinheiten, die beim Schreiben getestet und dann erneut getestet werden, wenn sie zu immer größeren Softwarekomponenten kombiniert werden. Jedes Mal, wenn ein Fehler behoben oder ein Feature hinzugefügt wird, müssen Tests erneut ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass der geänderte Code keine Fehler verursacht. Insgesamt arbeiteten die verantwortlichen Mitarbeiter 15 Tage lang 24 Stunden am Tag, führten rund 1.070 Skripte und knapp 1.370 Verfahrensschritte aus.
Vor der vollständigen Montage führten Ingenieure und die Missionsteams Leistungsbewertungen mit Simulationen und Surrogaten durch, die es ihnen ermöglichten, Daten über Teile des Raumfahrzeugs abzuleiten. Aber da das Observatorium jetzt zusammengebaut ist und alle Komponenten zusammenarbeiten, sind Simulationen nicht mehr erforderlich und Ingenieure können sowohl die Software als auch die Elektronik direkt bewerten.
Wie bereits erwähnt, hat die COVID-19-Pandemie mehrere Operationen der NASA in mehreren Einrichtungen unterbrochen. Die Verwaltung hat dies jedoch mit erweiterten Sicherheitsverfahren (bereits im März implementiert) angegangen, die eine Reduzierung des Personals vor Ort und nicht wesentliche Teammitglieder erfordern, die aus der Ferne arbeiten.
Ende Mai hat das JWST-Team den nahezu vollen Schichtbetrieb im Reinraum wieder aufgenommen und die Auswirkungen der Verschiebung des Starttermins auf März 2021 (der inzwischen auf Oktober 2021 vorverlegt wurde) bewertet. Sobald diese letzten Schritte abgeschlossen sind, wird das JWST endlich in der Lage sein, ins All zu fliegen und einige wirklich atemberaubende astronomische Vermessungen durchzuführen.
Das JWST ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA mit Partnern wie der ESA und der Canadian Space Agency (CSA). Während seiner 10-jährigen Mission wird es die bleibenden Geheimnisse des Kosmos untersuchen, wie die Existenz von Dunkler Materie, Dunkler Energie und der Expansion des Kosmos. Seine fortschrittlichen Infrarot-Instrumente werden es Astronomen auch ermöglichen, bis zum Anfang der Zeit zurückzureisen und die frühesten Sterne und Galaxien in ihrer Entstehung zu sehen.
Das JWST wird auch mit Weltraumteleskopen zur Exoplanetenjagd wie dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) zusammenarbeiten. Während TESS und andere Teleskope Exoplaneten erkennen, sammelt das JWST Spektren, um ihre Atmosphären zu charakterisieren. Dies wird Astronomen helfen, die uralte Frage zu beantworten, ob es Leben jenseits der Erde und unseres Sonnensystems gibt oder nicht.
Weiterlesen: NASA